Πώς αλλάζει η θερμική ακτινοβολία καθώς το σώμα που εκπέμπει αλλάζει τη θερμοκρασία;
1. Ένταση:
* υψηλότερη θερμοκρασία =υψηλότερη ένταση: Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία ενός σώματος, η ένταση της εκπεμπόμενης θερμικής ακτινοβολίας του αυξάνεται δραματικά. Αυτό σημαίνει ότι εκπέμπει περισσότερη ενέργεια ανά περιοχή μονάδας ανά μονάδα χρόνου.
* Παράδειγμα: Ένα κόκκινο καυτό κομμάτι σιδήρου εκπέμπει πολύ πιο θερμική ακτινοβολία από ένα χλιαρό.
2. Διανομή μήκους κύματος (νόμος περί μετατόπισης του Wien):
* Υψηλότερη θερμοκρασία =μικρότερα μήκη κύματος: Το μέγιστο μήκος κύματος της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας μετατοπίζεται προς μικρότερα μήκη κύματος (δηλ. Προς το μπλε άκρο του ορατού φάσματος) καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία. Αυτό είναι γνωστό ως νόμος μετατόπισης του Wien.
* Παράδειγμα: Ένα κόκκινο καυτό κομμάτι σιδήρου εκπέμπει κυρίως στις κόκκινες και υπέρυθρες περιοχές, ενώ ένα λευκό ζεστό κομμάτι σιδήρου εκπέμπει πιο ορατό φως, συμπεριλαμβανομένων των μπλε και πράσινων μήκους κύματος.
3. Η συνολική εκπεμπόμενη ενέργεια (Stefan-Boltzmann Law):
* Υψηλότερη θερμοκρασία =περισσότερη ενέργεια: Η συνολική ενέργεια που εκπέμπεται από ένα σώμα ανά μονάδα επιφάνειας είναι ανάλογη της τέταρτης ισχύος της απόλυτης θερμοκρασίας της. Αυτό περιγράφεται από τον νόμο Stefan-Boltzmann.
* Παράδειγμα: Εάν διπλασιάσετε την απόλυτη θερμοκρασία ενός σώματος, θα εκπέμπει 16 φορές περισσότερη ενέργεια.
4. Χρώμα:
* Υψηλότερη θερμοκρασία =χρώμα Bluer: Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, το μέγιστο μήκος κύματος μετατοπίζεται προς μικρότερα μήκη κύματος, με αποτέλεσμα την αλλαγή του αντιληπτού χρώματος. Ένα σώμα σε χαμηλές θερμοκρασίες εκπέμπει κυρίως υπέρυθρη ακτινοβολία, η οποία είναι αόρατη στο ανθρώπινο μάτι. Καθώς θερμαίνεται, αρχίζει να εκπέμπει κόκκινο φως, στη συνέχεια πορτοκαλί, κίτρινο, λευκό και τελικά μπλε καθώς η θερμοκρασία συνεχίζει να αυξάνεται.
Συνοπτικά:
* Υψηλότερη θερμοκρασία:
* Πιο έντονη ακτινοβολία
* Μικρότερο μήκος κύματος κορυφής
* Εκπομπή περισσότερης συνολικής ενέργειας
* Χρώμα Bluer (για ορατό φως)
Εφαρμογές:
Αυτές οι σχέσεις χρησιμοποιούνται σε διάφορους τομείς, όπως:
* Αστρονομία: Ανάλυση του φάσματος φωτός που εκπέμπεται από αστέρια και πλανήτες για τον προσδιορισμό των θερμοκρασιών τους.
* Απομακρυσμένη ανίχνευση: Μέτρηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας της γης και άλλων αντικειμένων από δορυφόρους.
* Βιομηχανικές διαδικασίες: Έλεγχος της θερμοκρασίας των υλικών στις διαδικασίες κατασκευής.
Επιτρέψτε μου να ξέρω αν θέλετε περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με οποιαδήποτε συγκεκριμένη πτυχή της θερμικής ακτινοβολίας.
